Fenton试剂的氧化作用机理及其应用

探讨了Fenton试剂(包括标准Fenton试剂、改性Fenton试剂、光—Fenton试剂、电—Fenton试剂及配体—Fenton试剂)降解有机物的作用机理,同时总结了Fenton试剂在水处理中的应用。     

蜂窝陶瓷催化臭氧化降解水中痕量硝基苯的机理研究

实验考察了HCO3-、CO32-、HPO42-、H2PO4-和叔丁醇等羟基自由基抑制剂存在条件下,单独臭氧氧化和臭氧/蜂窝陶瓷氧化对水中硝基苯降解效果的影响规律,初步推测了反应机理.结果表明,2种工艺对硝基苯的去除率都随着HCO3-浓度的增加(0～200 mg·L-1)先增高再降低,在浓度为50 mg·L-1时去除率达到最大值;单独臭氧氧化和臭氧/蜂窝陶瓷对硝基苯的去除率随着CO32-浓度的增加(0～20 mg·L-1)分别降低了16.57%和27.52%,随着HPO42-浓度的增加(0～12 mg·L-1)分别降低了13.61%和17.52%,随着H2PO4-浓度的增加(0～120 mg·L-1)分别降低了6.61%和12.52%,随着叔丁醇浓度的增加(0～10mg·L-1)硝基苯去除率降低了30.06%和46.09%.证明单独臭氧氧化和臭氧/蜂窝陶瓷氧化对硝基苯的降解遵循·OH氧化机理,叔丁醇更适合作为自由基抑制剂用来推断单独臭氧氧化和臭氧/蜂窝陶瓷氧化降解硝基苯的反应机理.单独臭氧氧化对硝基苯的去除率随着pH值的升高(3.02～10.96)而增大,臭氧/蜂窝陶瓷氧化对硝基苯的去除率在pH=9.23时达到最大值.     

负载型TiO2催化臭氧化去除腐殖酸的实验研究

以实验室自制的负载型TiO2为催化剂,研究了其对水中溶解性腐殖酸的催化臭氧化效能。结果表明负载型TiO2对臭氧化去除溶解性腐殖酸有明显的催化作用,反应25min,对腐殖酸的去除率可达到86.8%,较单独臭氧化提高了28.8%;通过Na2CO3对催化反应的影响间接推断TiO2催化臭氧化反应遵循自由基反应的原理;实验最佳条件为:催化剂涂膜层数6层、焙烧温度700℃、溶液pH=10、放电电流0.4A、反应溶液初始浓度10mg/L;催化剂重复使用8次后,其催化活性变化较小,溶液中无钛离子溶出。     

碳纳米管电极强化电催化臭氧降解西玛津

传统的电催化技术受限于阴极原位电生H₂O₂的效率,且对某些特定结构污染物的降解能力较差。为提升电极对污染物降解性能和稳定性,使用压片法制备了蒽醌修饰碳纳米管(CNT/TBAQ)电极,构建了一种基于浸没电极的电催化臭氧反应器,并鉴定了反应体系内的活性物质及对西玛津的降解性能。结果表明,当气体流量为0.2 L·min⁻¹,电流密度为7.5 mA·cm⁻²时,HO^•生成量为1.024 µmol·L⁻¹。与单独电催化和单独臭氧技术相比,电催化臭氧技术可以在6 min内完全去除初始质量浓度为5 mg·L⁻¹的西玛津。当臭氧质量浓度10 mg·L⁻¹,电流密度7.5 mA·cm⁻²时,电催化臭氧技术的矿化效率最高,120 min后TOC去除率为62.25%,相比于电催化氧化、臭氧氧化能耗分别下降了55%和31%,但电催化臭氧技术没有明显降低西玛津中间产物的毒性。经过10次循环使用后,CNT/TBAQ 阴极仍然保持对污染物的去除能力。以上结果表明,以CNT/TBAQ电极为阴极的电催化臭氧技术可以有效提高污染物降解效率,为微量污染物去除提供了一种有前景的技术。     

UV/H_2O_2、UV/O_3和O_3体系中自由基产生效率的比较研究

以水杨酸(Salicylic Acid,SA)为模型探针分子,采用高效液相色谱法(HPLC)研究了UV/H2O2、UV/O3和O3等高级氧化工艺的羟基自由基(·OH)产生效率。实验结果表明,在SA初始浓度40mg/L,反应时间10min,氧化剂投加量2mmol/L的条件下,2,5-DHBA和2,3-DHBA为水杨酸与·OH反应的主要中间产物。三种高级氧化工艺中,UV/H2O2体系具有最高的羟基自由基(·OH)产生效率。     

十字花科植物中的芥子碱对果蝇的抗衰老作用

芥子碱对Ｏ－２和ＯＨ的清除效率达５０％时的质量浓度（ρ）分别为５ｍｇＬ－１和３３０ｍｇＬ－１,４０ｍｇＬ－１的芥子碱对Ｏ－２的清除效率即可达８９．７％,证明芥子碱是一Ｏ－２与ＯＨ的清除剂．分别以ρ为１０ｍｇＬ－１和５０ｍｇＬ－１芥子碱的培养基饲喂果蝇,对果蝇的最高寿命、平均寿命及半数寿命均有一定的延长作用,其中１０ｍｇＬ－１的芥子碱组可明显延长雄性果蝇的最高寿命（１１．９０％）、平均寿命（１１．２４％）及半数寿命（１７．２１％）,两种浓度的芥子碱溶液对果蝇的平均寿命的延长作用的差异显著．芥子碱对果蝇的延寿作用有一定的性别差异,对雄蝇的效果好于雌蝇     

An Empirical, Quantitative Approach to Predict the Reactivity of Some Substituted Aromatic Compounds Towards Reactive Radical Species (Cl2-·, Br2-·, ·NO2, SO3-·, SO4-·) in Aqueous Solution (3 pp)

The Hammett approach, applied to the reaction of various classes of aromatic compounds with the radicals Cl2-*, Br2-*, *NO2, SO3-*, and SO4-* yielded good predictive models, supported by high values of the correlation coefficient r2 in the case of phenols with Cl2-* and of phenolates with *NO2 and SO3-*. Lower but statistically significant correlation coefficients could be obtained for benzoates with Cl2-*, phenolates with Br2-*, and benzoates and anisoles with SO4-*.     

新型无极紫外灯的光氧化性能研究

本实验对新型无极紫外灯的发射光谱、不同波长光线在溶液中的传播、·OH和O3的生成量、活性艳红X-3B溶液的降解情况进行了测定,并与普通中压汞灯进行了比较.结果表明,无极紫外灯在紫外区光强约为相近功率的普通中压汞灯的20倍;在溶液中紫外光比可见光更易被吸收;·OH生成与溶液对短波长光子的吸收存在对应关系,本实验中无极紫外灯的最大氧化距离约为6 cm;O3的生成量随着空气曝气量或254 nm处的光强的增大呈指数增加;降解活性艳红X-3B溶液的过程符合负一级动力学关系,降解效果明显好于普通中压汞灯,并且证明了无极紫外灯与生成的臭氧在活性艳红X-3B的降解过程中存在协同作用.     

以泡沫镍为阴极的电芬顿法对苯酚的降解

电芬顿是一种高级氧化技术,其中电极材料对其处理效果有较为明显的影响.为提高电芬顿系统处理效率,选用泡沫镍电极作为阴极,以H2O2浓度为指标,探究了操作条件(pH、电流密度、曝气速率、电极间距)对其催化产H2O2性能的影响,并利用苯酚作为模拟污染物研究降解效果.实验结果表明,泡沫镍具备优异的阴极性能,其最佳工作条件为:pH=3,电流密度i=3 mA/cm2,曝气量10 L/h,电极间距3 cm,在此条件下反应60 min后H2O2浓度可达45 mg/L.使用泡沫镍作为阴极降解苯酚废水,研究了Fe2+投加量对去除率的影响.在最佳Fe2+量(40 mg/L)下,反应2 h后苯酚及COD去除率分别达到95%和80%.其降解反应符合准一级动力学方程,表观反应速率常数最大可达5.0×10-4 s-1.     

碳纳米管催化臭氧降解PFOS动力学与过程控制

针对全氟化合物难降解问题,通过碳纳米管（CNT）诱导臭氧高级氧化路径,研究非均相催化体系对高稳性全氟辛烷磺酸（PFOS）的降解效能与机制。结果表明：CNT介质可催化臭氧通过C-F断键对PFOS强制氧化分解,其准一级降解常数（k=0.037 min-1,5 mg·L-1 CNT）均高于碱式臭氧处理（k=0.009 min-1,pH=11）以及高负荷活性炭颗粒（k=0.013 min-1,5 g·L-1 GAC）;溶液pH是控制催化过程的重要因素,酸性或碱性环境由于PFOS吸附阻隔均不利于CNT表面与溶解O3的接触催化反应;结合羟基自由基淬灭实验,推测CNT通过表面石墨层促成·OH大量生成并在固/液界面原位降解PFOS。研究结果可为开发利用CNT介质强化臭氧水处理过程提供科学依据。